陳興課題組在《自然 納米技術(shù)》報(bào)道細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的近紅外光控激活技術(shù)
細(xì)胞接收微環(huán)境中的各種信號(hào)，經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)傳遞到細(xì)胞核，從而調(diào)節(jié)各種生理過(guò)程，例如細(xì)胞生長(zhǎng)、遷移、分裂。細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)過(guò)程必須在時(shí)間上和空間上得到嚴(yán)格的調(diào)控。信號(hào)傳導(dǎo)時(shí)空調(diào)節(jié)的異?？梢詫?dǎo)致癌癥等一系列疾病。近年來(lái)，光控蛋白成為了研究細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)時(shí)空調(diào)控的有力工具。然而，目前大部分的光敏蛋白都由紫外或可見光激活，限制了其在活體中的組織穿透性。近紅外光具有組織穿透性高、對(duì)細(xì)胞光損傷小等優(yōu)點(diǎn)，是調(diào)控信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的理想光源。最近，陳興課題組開發(fā)了一項(xiàng)基于碳納米管的蛋白近紅外光激活技術(shù)，用以調(diào)控轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-b（TGF-b）信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。這一結(jié)果于3月16日發(fā)表于Nature Nanotechnology (DOI: 10.1038/NNANO.2015.28)
TGF-b信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在胚胎發(fā)育過(guò)程中，通過(guò)在特定時(shí)間和特定位點(diǎn)的激活發(fā)揮重要的調(diào)節(jié)作用。在活體中，TGF-b與LAP蛋白形成SLC復(fù)合體抑制其活性，并通過(guò)TGF-b的釋放激活實(shí)現(xiàn)時(shí)空調(diào)控。陳興課題組將SLC復(fù)合體連接于單壁碳納米管（SWCNTs）表面，利用碳納米管吸收近紅外光產(chǎn)生局部熱效應(yīng)的特性，實(shí)現(xiàn)TGF-b信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的近紅外光控激活（如下圖所示）。他們首先在活細(xì)胞水平上驗(yàn)證了這一策略，通過(guò)近紅外激光的照射，成功調(diào)控由TGF-b信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)介導(dǎo)的細(xì)胞分化、遷移等。更進(jìn)一步地，這一方法也被用于小鼠活體中TGF-b信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的近紅外光控激活。
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陳興課題組博士研究生林亮、本科生劉玲為該論文共同第一作者。清華大學(xué)陳曄光課題組和哈佛大學(xué)Timothy Springer課題組參與了合作研究。該工作得到了科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委和生命科學(xué)聯(lián)合中心的資助。
原文鏈接：http://www.nature.com/nnano/journal/vaop/ncurrent/full/nnano.2015.28.html
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